Membrana basal: características, estrutura e funções - Ciência - 2023

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o membrana basal é uma estrutura extracelular que cobre os tecidos de quase todos os organismos multicelulares. É constituído principalmente por glicoproteínas colagênicas e não colagênicas.

Essa estrutura é responsável por separar o epitélio de um tecido do estroma do outro. Geralmente é encontrada na região basolateral do tecido epitelial, no endotélio, na região periférica dos axônios, nas células de gordura e também nas células musculares.

A membrana basal é composta por grandes moléculas insolúveis que se unem para formar uma ultraestrutura semelhante a uma folha por meio de um processo conhecido como "automontagem". Este processo é impulsionado pela ancoragem de vários receptores na superfície da célula.

A maioria das células do corpo são capazes de produzir o material necessário para a estruturação da membrana basal dependendo do tecido a que pertencem.

Doenças como a síndrome de Alport e a síndrome de Knobloch estão associadas a mutações nos genes que codificam as cadeias de colágeno da membrana basal, portanto, o estudo de sua estrutura e propriedades se tornou popular ao longo dos anos.

A complexidade da membrana basal não pode ser avaliada por microscopia eletrônica, pois esta técnica não permite a distinção entre as diferentes membranas basais. Para seu estudo, entretanto, são necessárias técnicas de caracterização mais precisas, como, por exemplo, a microscopia de varredura.

Caracteristicas

A membrana basal é uma estrutura densa e amorfa, semelhante a uma folha. Tem de 50 a 100 nm de espessura, conforme determinado por microscopia eletrônica de transmissão. O estudo de sua estrutura determina que possui características semelhantes às da matriz celular, mas difere em termos de densidade e associações celulares.

Dependendo do órgão e do tecido, são observadas diferenças na composição e estrutura da membrana basal, por isso se pensa que em cada tecido existe um microambiente específico por ela delimitado.

A especificidade de cada membrana basal pode ser devida à composição molecular e acredita-se que a variação bioquímica e molecular confere uma identidade única a cada tecido em questão.

As células epiteliais, as células endoteliais e muitas células mesenquimais produzem as membranas basais. Muito da plasticidade dessas células é conferida por essa estrutura. Além disso, parece sustentar as células que participam do revestimento dos órgãos.

Estrutura

Uma das características mais interessantes da membrana basal é sua capacidade de se automontar a partir dos componentes que a compõem, estabelecendo uma estrutura semelhante a uma folha.

Vários tipos de colágeno, proteínas de laminina, proteoglicanos, proteínas de ligação de cálcio e outras proteínas estruturais são os componentes mais comuns das membranas basais. Perlecan e nidogênio / entactina são outras proteínas constituintes da membrana basal.

Entre as principais características arquitetônicas das membranas basais está a presença de duas redes independentes, uma formada por colágeno e a outra por algumas isoformas de laminina.

A rede de colágeno é altamente reticulada e é o componente que mantém a estabilidade mecânica da membrana basal. O colágeno nessas membranas é exclusivo deles e é conhecido como colágeno tipo IV.

As redes de laminina não são ligadas covalentemente e em algumas membranas tornam-se mais dinâmicas do que a rede de colágeno IV.

Ambas as redes são conectadas pelas proteínas nidogênio / entactina, que são altamente flexíveis e permitem ligar, além das duas redes, outros componentes, como as âncoras das proteínas receptoras na superfície celular.

Montagem

A automontagem é estimulada pelo acoplamento entre o colágeno tipo IV e a laminina. Essas proteínas contêm em sua sequência as informações necessárias para a ligação primária, permitindo-lhes iniciar a automontagem intermolecular e formar uma estrutura semelhante a uma folha basal.

Proteínas de superfície celular, como integrinas (especialmente integrinas β1) e distroglicanos facilitam a deposição inicial de polímeros de laminina por meio de interações específicas do local.

Os polímeros de colágeno do tipo IV associam-se aos polímeros de laminina na superfície celular por meio da ponte nidogênio / entactina. Este andaime então fornece locais de interação específicos para outros constituintes da membrana basal interagirem e gerar uma membrana totalmente funcional.

Diferentes tipos de junção nidogênio / entactina foram identificados na membrana basal e todos promovem a formação de redes na estrutura.

As proteínas nidogênio / entactina, junto com as duas redes colágeno IV e laminina, estabilizam as redes e dão rigidez à estrutura.

Características

A membrana basal está sempre em contato com as células e suas principais funções são fornecer suporte estrutural, dividir os tecidos em compartimentos e regular o comportamento celular.

As membranas basais contínuas atuam como filtros moleculares seletivos entre os compartimentos teciduais, ou seja, mantêm estrito controle do trânsito e do movimento das células e moléculas bioativas nas duas direções.

Embora as membranas basais atuem como portas seletivas para impedir o movimento livre das células, parece que existem mecanismos específicos que permitem que as células inflamatórias e as células tumorais metastáticas cruzem e degradem a barreira que a membrana basal representa.

Nos últimos anos, muitas pesquisas têm sido feitas sobre o papel das membranas basais como reguladoras do crescimento e diferenciação celular, uma vez que a membrana basal possui receptores com capacidade de se ligar a citocinas e fatores de crescimento.

Esses mesmos receptores na membrana basal podem servir como reservatórios para sua liberação controlada durante os processos de remodelação ou reparo fisiológico.

As membranas basais são importantes componentes estruturais e funcionais de todos os vasos sanguíneos e capilares e desempenham um papel crucial na determinação da progressão do câncer, especialmente no que diz respeito à metástase ou migração celular.

Outra das funções que esta estrutura cumpre diz respeito à transdução de sinais.

O músculo esquelético, por exemplo, é circundado por uma membrana basal e possui pequenas manchas características nos locais de fixação neuromuscular; Esses patches são responsáveis por enviar os sinais do sistema nervoso.

Referências

Breitkreutz, D., Mirancea, N., & Nischt, R. (2009). Membranas basais na pele: estruturas matriciais únicas com funções diversas? Histoquímica e biologia celular, 132 (1), 1-10.
LeBleu, V. S., MacDonald, B., & Kalluri, R. (2007). Estrutura e função das membranas basais. Biologia experimental e medicina, 232 (9), 1121-1129.
Martin, G. R., & Timpl, R. (1987). Laminina e outros componentes da membrana basal. Revisão anual de biologia celular, 3 (1), 57-85
Raghu, K. (2003). Membranas basais: Estrutura, montagem e papel na angiogênese tumoral. Nat Med, 3, 442-433.
Timpl, R. (1996). Organização macromolecular das membranas basais. Opinião atual em biologia celular, 8 (5), 618-624.
Yurchenco, P. D., & Schittny, J. C. (1990). Arquitetura molecular das membranas basais. The FASEB Journal, 4 (6), 1577-1590.